大辽河水系表层沉积物中重金属的迁移特征及生物有效性研究

为了研究大辽河水系表层沉积物中重金属的迁移特征和生物有效性,采集了9个表层沉积物样品,测定了沉积物的理化性质、重金属Cu、Pb、Zn和Ni的总量及化学形态,并利用DGT方法和离心方法测定了沉积物孔隙水中Cu、Pb、Zn和Ni的浓度.结果表明,沉积物中Cu、Pb、Zn和Ni的总含量分别为16.8～49.2、 12.9～55.8、 38.7～152.8和18.1～39.0 mg/kg;DGT测定的孔隙水中重金属的浓度c(DGT)与离心方法测定的孔隙水中重金属浓度的比值低于0.5,表明沉积物中重金属从固相到液相的再补给能力和生物有效性比较低.相关分析表明,碳酸盐结合态Cu对DGT测定的Cu的浓度c(DGT)的贡献较大(r=0.633,p<0.05);对于Pb,可交换态含量对c(DGT)的贡献较大（r=0.617,p<0.05）;而对于Ni,可交换态、锰氧化物结合态、有机质结合态和铁氧化物结合态对c(DGT)浓度的贡献都比较大(r>0.650,p<0.05).此外,pH也是影响重金属元素从固相到液相的释放重要因素.     

Co(C3H6NS2)3·C6H12N2S3单晶的制备及催化性能的研究

采用常温饱和溶液蒸发法,一硫化四甲基秋兰姆与钴(Ⅱ)发生原位反应得到一种新型非均相Fenton催化剂单晶Co(C₃H₆NS₂)₃·C₆H₁₂N₂S₃;通过单晶X衍射、红外光谱和C、N和H元素分析对该单晶结构进行了表征;该单晶的空间群为P-1,在不对称单元中有1个Co(Ⅲ)中心,3个新配体C₃H₇NS₂和1个TMTM;Co(Ⅲ)呈现出稍微偏斜的八面体的配位几何构型.利用该单晶催化氧化降解了直接蓝6和直接绿28;结果显示,在酸性和碱性条件下,染料的降解率和矿化率都较高,这是因为活性中心Co(Ⅲ)提高了H₂O₂的效率.当投加量在1 200～1 600　mg·L^-1之间时,处理90　min后,直接蓝6和直接绿28的降解效率可分别达到94.39%和94.78%.相比之下,不加该单晶光催化剂,其它条件完全相同时,处理90　min后2种染料的降解率均不到45%,降解缓慢.使用后的单晶,通过过滤,可反复使用,有利于降低处理成本.此外还研究了催化反应的动力学,反应遵从Langmuir-Hinshelwood动力学模型;2种染料降解反应速率常数k分别为3.03×10²和6.25×10²　mg·(L·min)^-1,吸附常数K分别为1.52×10^-4和7.23×10^-5　L·mg^-1.     

1,2,4,5-四氯苯在沉积物中的解吸动力学

采用批量实验,研究了沉积物有机质特性、溶质负载量和温度对1,2,4,5-四氯苯在沉积物上解吸动力学的影响.用4参数2室一级动力学模型描述了1,2,4,5-四氯苯在沉积物上的解吸过程.结果表明,在本研究中的每个解吸体系,1,2,4,5-四氯苯慢解吸速率常数k_s要比快解吸速率常数k_r低2个数量级以上,说明慢解吸是整个解吸过程中的速控步骤;1,2,4,5-四氯苯在不同沉积物上的k_s范围为1.19×10^-3～2.88×10^-3 h^-1,解吸过程显著受沉积物NOM特性的影响,沉积物NOM的聚合度越高,1,2,4,5-四氯苯的解吸速度和程度越低;随着在沉积物中的初始负载量由13.3 μg·g^-1增加至25.3 μg·g^-1,1,2,4,5-四氯苯的k_s由1.26×10^-3 h^-1增加至2.52×10^-3 h^-1;1,2,4,5-四氯苯在沉积物上的解吸速度随着温度的升高而显著加快,慢解吸活化能E_a在9.45～21.43 　kJ·mol^-1之间,这为沉积物中污染物生物降解的可行性提供了科学依据.     

辽东湾北部河口区土壤重金属污染源识别及健康风险评价

选取我国北方典型河口区—辽东湾北部区为研究对象,共采集129个表层土样,测定了Cu、Cr、Cd、Ni、Zn和Pb等土壤重金属含量,利用地统计分析、地累积指数（I_geo）、内梅罗指数、潜在生态风险指数（RI）、多元统计分析及健康风险模型对研究区土壤重金属的空间分布特征、污染来源及健康风险进行系统分析,并对区域人居环境改善提出对策建议.结果表明：①研究区土壤中Cu、Cr、Cd、Ni、Zn和Pb的平均含量分别为17.87、148.97、1.31、40.91、102.86和12.42 mg·kg^-1,除Cu和Pb以外都超过了辽宁省土壤背景值;②6种重金属污染程度排序为Cd > Cr > Zn > Ni > Cu > Pb,其中Cd元素污染最严重;土壤重金属综合生态风险指数RI为325.689,处于重度生态风险水平,Cd是主要的生态风险因子;③多元统计分析表明,重金属Cu、Zn和Pb主要受自然因素影响,Cr和Ni主要源于生活及工业废水排放,Cd以磷肥的大量使用、石油化工生产及工业活动作为主要的人为来源;④健康风险评价结果表明,皮肤接触暴露途径中儿童的非致癌风险大于成人,呼吸暴露途径中成人的致癌风险大于儿童,元素Cr的总致癌风险R_all<10^-6,不存在致癌风险,Cd的总致癌风险10^-4 < R_all < 10^-6,存在可接受致癌风险;⑤河口海岸区对我国海湾及沿海区域经济发展意义重大,土壤重金属污染和人居健康问题已经不容忽视,希冀本研究可为当地政府及同类区域提供科学借鉴.     

·Cl引发α-蒎烯的大气氧化机制及动力学

α-蒎烯是大气中含量最丰富的单萜烯类挥发性有机化合物,与氯自由基（·Cl）反应是其重要的转化途径.然而,·Cl引发α-蒎烯大气氧化的分子机制尚不清楚.本研究采用量子化学计算与微观动力学模拟相结合的方法,研究了·Cl与α-蒎烯的引发反应以及引发反应生成的主要α-蒎烯自由基的后续转化机制与动力学.结果发现,·Cl反式加成到α-蒎烯的C₂位置生成加成中间体IM_1-9-a是最可行的反应途径.在298 K和1.013×10⁵ Pa条件下,计算得到·Cl与α-蒎烯的反应速率常数（k_Cl）为3.1×10^-10 cm³·molecule^-1·s^-1,与k_Cl的实验值（4.6±1.3）×10^-10 cm³·molecule^-1·s^-1一致.生成的IM_1-9-a进一步与O₂反应生成过氧自由基IM_3-1-a,在2.5×10⁹ cm^-3（100 ppt） NO和1.25×10⁹ cm^-3（50 ppt） HO₂·条件下,IM_3-1-a后续主要与NO和HO₂·反应生成有机硝酸酯（C₁₀H₁₆ClNO₃和C₁₀H₁₆ClNO₄）、氢过氧化物（C₁₀H₁₇ClO₂和C₁₀H₁₇ClO₃）和烷氧自由基（C₁₀H₁₆ClO₂·）.生成的 闭壳层产物与母体α-蒎烯相比具有较高的O∶C比,可能具有较低的蒸气压,进而贡献二次有机气溶胶.本研究结果可为全面评价α-蒎烯的 大气化学反应对大气质量的影响提供理论支撑.     

广州城市大气HOx化学过程初步研究

根据广州城市大气中OH自由基和其它污染物同步测量结果,计算了城市大气HO_x(OH+HO₂)化学过程中主要反应的转化速率,分析了城市大气化学过程的主要特征,并与清洁大气中的化学过程进行了对比.研究结果表明:广州城市大气中OH和HO₂总的生成速率分别约为4.5×10⁸分子/(cm³·s)和3.8×10⁸分子/(cm³·s),比清洁大气中要快得多;城市大气中的OH净生成主要来自气相HNO₂的光解,而OH的去除主要与VOCs、HCHO、NO₂和CO反应,有别于清洁大气.     

CdI42-·Fe(phen)32+离子对1,2-二氯乙烷萃取光度法测定水中痕量镉的研究

研究萃取光度法测定痕量Cd的最佳实验条件,结果表明,λ_max=512nm,ε=2.42×10⁶L·mol^-1·cm^-1,相对标准偏差为2.6%(自来水)和3.1%(河水).水样中Cd的含量在0-1μg/25ml范围内服从比尔定律。应用于自来水及河水中Cd的测定,结果令人满意。     

乌梁素海表层沉积物中营养盐和重金属分布特征以及风险评价

为了解乌梁素海表层沉积物中营养盐和重金属污染情况,于2021年7月对乌梁素海16个采样点位表层沉积物中总氮、总磷和9种重金属的含量进行了测定分析.结果表明,表层沉积物中ω（TN）和ω（TP）均值为7.91 g·kg^-1和1.89 g·kg^-1,变异系数分别达到了27.96%和43.51%,具有一定的空间差异;营养盐污染指数表明,乌梁素海表层沉积物中TN和TP均处于严重污染程度.表层沉积物中Cr、Ni、Cu、Zn、Cd和Hg等重金属均已超过了背景值,其中Cd和Hg超标最严重,重金属地累积指数（I_geo）也显示Cd和Hg生态风险严重.乌梁素海表层沉积物中重金属潜在生态风险指数值RI值介于337.82~681.88之间,均值为504.39,处于强的潜在生态风险,其中Cd和Hg两种重金属对RI贡献最高,贡献率分别达到了47.83%和43.99%.     

北京大气PM2.5载带金属浓度、来源及健康风险的城郊差异

为探究北京地区大气PM_2.5载带金属在城区和郊区污染特征、来源及其健康风险的差异,于2017年6~11月采集海淀和大兴两地的PM_2.5日样本,分析PM_2.5及其载带的13种金属浓度.利用PMF源解析方法对13种金属元素来源进行分析,并采用健康风险评价方法对其中9种金属的健康危害进行评估.结果表明,城区PM_2.5及Cr、Co、Mn和Ni等10种金属浓度与郊区均有显著差异（P<0.05）.源解析结果发现,城区和郊区均可解释为4个源,但来源略有不同,占比亦有差异.城区的为机动车源（51.2%）、燃煤来源（19.1%）、扬尘来源（19.3%）和燃油来源（10.4%）;郊区的为机动车源（47.9%）、燃煤来源（22.6%）、扬尘来源（20.2%）和电镀来源（9.3%）.健康风险评价结果表明,城郊各金属HQ值均小于1,均不存在非致癌风险.城区中Ni和Pb,郊区中Cd、Co、Ni和Pb可忽略致癌风险,而城区的As（2.77×10^-5）、Cd（2×10^-6）、Co（1.76×10^-6）和Cr（Ⅵ）（7.88×10^-6）,郊区的As（8.34×10^-6）和Cr（Ⅵ）（4.94×10^-6）的R值介于10^-6与10^-4之间,具有一定的致癌风险.     

千河下游水体-沉积物重金属空间分布、风险及影响因素

为了研究千河下游水体-沉积物重金属污染特征、风险程度及其影响因素,采集千河下游表层沉积物19份及水样20份,使用电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）测定8种重金属（As、Cd、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb和Zn）含量,分析了水体中重金属含量和健康风险,对沉积物重金属空间分布及污染特征进行探析,以DEM、气温和降水等11种因子为自变量,结合地理探测器和地理加权回归模型对沉积物重金属污染影响因素进行空间分异探究.结果表明,千河下游8种水体重金属浓度均未超过地表水环境质量标准Ⅱ类水体标准,其中Pb元素变异系数为3.11,浓度高值区主要集中于东岭冶炼公司和凤翔火车站周围.水体成人致癌物R^c均值为7.72E-06,呈较轻风险程度,儿童致癌物R^c均值为1.17E-04,呈强风险程度,成人与儿童非致癌物风险均为可承受风险程度,儿童R_总的高值主要集中在凤翔火车站周边,呈较强风险程度;千河下游沉积物重金属除As和Mn外,其余6种元素均超过陕西省土壤背景值,其中Cd元素含量均值为1.12 mg ·kg^-1,是陕西省土壤背景值的12倍,Cd、Zn和Pb污染较严重,主要分布在长青村、南湾村地区、牛家滩村、高庄和东岭冶炼公司周围;研究区沉积物重金属PLI_zone为1.71,属于轻度污染;DEM、温度和降水是沉积物重金属PLI空间格局的主要自然影响因素,其交互作用均为非线性增强,对沉积物重金属空间污染扩散起到一定驱动作用.     

Mobility and sulfidization of heavy metals in sediments of a shallow eutrophic lake, Lake Taihu, China

The technique of DGT (diffusive gradients in thin films) using three diffusive gel thicknesses was applied to estimate the mobility and bioavailability of heavy metals in sediments and porewater of Lake Taihu, China. The DGT results showed significantly positive correlations between Co, Pb, Cd and Mn, and Ni and Fe concentrations in porewater. Cu and Zn showed a significantly negative correlation with Mn, due to Cu combination with carbonates and Zn derived from agricultural pollution, respectively. The rank order of average concentrations of Co, Ni and Cd at each station was DGT_1.92 >DGT_0.78 >DGT_0.39, suggesting stronger resupply from sediments to porewater when using thicker diffusive gels. Comparing centrifugation and DGT measurements, Co, Ni and Cd are highly labile; Mn and Fe are moderately labile; and Cu, Zn and Pb are slightly labile. The variations of AVS concentrations in sediment cores indicate that metal sulfides in deeper layers are easily diffused into surface sediments.     

珠江下游河段沉积物中重金属含量及污染评价

为了解珠江下游出海河道沉积物中重金属含量及各污染物的潜在生态危害程度,用电感耦合等离子质谱法和原子荧光法测定了21个样点沉积物中13种元素的总量,及对底泥中主要重金属污染状况和潜在生态风险进行了评价.结果表明,珠江下游河道总Fe、总Mn含量分别为41 658.73 mg.kg-1和1 104.73 mg.kg-1,微量元素Cr、Co、Ni、Cu、Zn、As、Se、Cd、Sb、Pb和Hg的平均值分别为86.62、18.18、54.10、80.20、543.60、119.55、4.28、10.60、20.26、104.58和0.520 mg.kg-1,地积累指数评价结果显示,表层沉积物重金属污染程度顺序为：Cd〉As≈Zn〉Hg〉Pb≈Cu≈Cr,潜在生态风险程度大小顺序：Cd〉Hg〉As〉Cu〉Pb〉Zn〉Cr,Cd是该水域污染和潜在生态风险最大的元素,单项潜在生态风险与区域综合潜在生态风险一致.珠江下游河道底泥Cd、Hg和Pb污染受输入影响北江大于西江和东江.聚类分析结果表明,研究站位潜在生态风险可分5类,基本反映了站位分布及沉积物环境污染变化特征.总体而言,重金属污染和生态风险程度较高的江段有陈村-沙湾段、陈村-顺德港段及外海-虎跳门段,北江及相关河道污染程度和潜在生态风险指数高于区域其他江段.     

徐州北郊大气降尘重金属污染特征与风险评价

采集了徐州北郊第三、四季度大气降尘样品，分析了降尘中As、Cr、Cd、Pb、Cu的污染水平和健康风险.结果表明，研究区域降尘中Pb、Cu、Cr、As和Cd沉降通量分别为1.49，1.21，0.96，0.243mg/（m²·月），以及9.23μg/（m²·月）.降尘中5种元素含量均超过当地土壤背景值，但未超过相关标准值.研究区域内Cu空间变异性最强（110.05%），Pb的沉降通量最高，Cd最低，相较于国内其他工业城市，Cr、Cu的沉降通量偏高，Cd偏低.时间上，第三季度，5种重金属地累积指数排序为：Cu>Pb>Cd>As>Cr；第四季度则为Pb>Cu>Cd>As>Cr.其中Cu、Pb、Cd污染程度均在中度和偏重度以上，As介于轻度和偏中度污染，Cr为轻度污染.10处监测点各重金属均为轻微潜在生态风险，降尘中As对儿童存在一定的非致癌风险和经口摄入的致癌风险.     

徐州北郊大气降尘重金属污染特征与风险评价

采集了徐州北郊第三、四季度大气降尘样品,分析了降尘中As、Cr、Cd、Pb、Cu的污染水平和健康风险.结果表明,研究区域降尘中Pb、Cu、Cr、As和Cd沉降通量分别为1.49,1.21,0.96,0.243mg/（m²·月）,以及9.23μg/（m²·月）.降尘中5种元素含量均超过当地土壤背景值,但未超过相关标准值.研究区域内Cu空间变异性最强（110.05%）,Pb的沉降通量最高,Cd最低,相较于国内其他工业城市,Cr、Cu的沉降通量偏高,Cd偏低.时间上,第三季度,5种重金属地累积指数排序为：Cu>Pb>Cd>As>Cr;第四季度则为Pb>Cu>Cd>As>Cr.其中Cu、Pb、Cd污染程度均在中度和偏重度以上,As介于轻度和偏中度污染,Cr为轻度污染.10处监测点各重金属均为轻微潜在生态风险,降尘中As对儿童存在一定的非致癌风险和经口摄入的致癌风险.     

Mobility and sulfidization of heavy metals in sediments of a shallow eutrophic lake,Lake Taihu,China

The technique of DGT (diffusive gradients in thin films) using three diffusive gel thicknesses was applied to estimate the mobility and bioavailability of heavy metals in sediments and porewater of Lake Taihu, China. The DGT results showed significantly positive correlations between Co, Pb, Cd and Mn, and Ni and Fe concentrations in porewater. Cu and Zn showed a significantly negative correlation with Mn, due to Cu combination with carbonates and Zn derived from agricultural pollution, respectively. The rank order of average concentrations of Co, Ni and Cd at each station was DGT_1.92 > DGT_0.78 > DGT_0.39, suggesting stronger resupply from sediments to porewater when using thicker diffusive gels. Comparing centrifugation and DGT measurements, Co, Ni and Cd are highly labile; Mn and Fe are moderately labile; and Cu, Zn and Pb are slightly labile. The variations of AVS concentrations in sediment cores indicate that metal sulfides in deeper layers are easily diffused into surface sediments.     

宝鸡市街尘重金属元素含量、来源及形态特征

利用XRF和AAS研究了宝鸡市街尘中重金属元素的含量水平.结果表明,街尘中Cu、Pb、Zn、Mn、Co、Ni、Cr和Cd的平均含量分别是123.2、408.4、715.1、804.2、15.9、48.8、126.7和5.5μg.g-1,均高于世界、中国、陕西省土壤元素背景值,其中Cu、Pb、Zn和Cd超标最为突出.利用...     

基于梯度薄膜扩散技术评估黑麦草吸收Cd的研究

分别采用固态结合相(Chelex100)和液态结合相(聚丙烯酸钠,PAAS)的梯度薄膜扩散技术(DGT)对盆栽黑麦草实验中的土壤有效态Cd进行了提取,结果表明2种不同结合相的DGT技术提取的土壤有效态Cd含量与黑麦草地上部和地下部的Cd含量都呈显著相关关系,其相关系数分别为0.90,0.89(Chelex100-DGT)和0.90,0.87(PAAS-DGT).运用多元统计分析方法研究土壤pH值、阳离子交换量(CEC)、有机质(OM)和土壤颗粒组成等理化指标的影响,提取出2种主成分因子,建立逐步回归模型.第1主成分与OM和黏粒组成之间呈显著相关,定义为代表土壤中影响重金属生物有效性的“有机指标”,第2主成分则土壤pH值和CEC相关程度较高,定义为代表土壤中影响重金属生物有效性的“无机指标”.研究表明Chelex100-DGT和PAAS-DGT技术均能较好预测黑麦草对Cd的吸收,且包含了土壤理化性质的影响.     

Mobility and sulfidization of heavy metals in sediments of a shallow eutrophic lake, Lake Taihu, China

The technique of DGT (diffusive gradients in thin films) using three diffusive gel thicknesses was applied to estimate the mobility and bioavailability of heavy metals in sediments and porewater of Lake Taihu, China. The DGT results showed significantly positive correlations between Co, Pb, Cd and Mn, and Ni and Fe concentrations in porewater. Cu and Zn showed a significantly negative correlation with Mn, due to Cu combination with carbonates and Zn derived from agricultural pollution, respectively. The rank order of average concentrations of Co, Ni and Cd at each station was DGT_1.92 > DGT_0.78 > DGT_0.39, suggesting stronger resupply from sediments to porewater when using thicker diffusive gels. Comparing centrifugation and DGT measurements, Co, Ni and Cd are highly labile; Mn and Fe are moderately labile; and Cu, Zn and Pb are slightly labile. The variations of AVS concentrations in sediment cores indicate that metal sulfides in deeper layers are easily diffused into surface sediments.     

大清河水系河流表层沉积物重金属污染特征

沉积物中重金属污染是影响河流水生态系统健康的重要因素.本文采集大清河水系河流表层沉积物,分析了沉积物粒径分布、沉积物中有机质及6种重金属的含量,并采用富集系数法和生态危害指数法进行了重金属的来源解析和风险评价.结果表明:大清河水系河流表层沉积物粒径分布以粉砂为主,占51.27%,砂、黏土所占比例较低,分别为38.56%和10.17%;沉积物中有机质平均含量达到3.94%,且平原/滨海段含量较高;6种重金属Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn的含量均值分别为0.68、110.28、73.91、34.74、32.01和227.88 mg·kg-1,均超出背景值.Cd、Cu和Zn的富集系数分别为5.90、2.69和2.15,以人为来源为主;潜在生态危害指数大小顺序为Cd(217.38)Cu(16.05)Pb(7.45)Ni(5.64)Cr(3.23)Zn(2.91),其中Cd呈很强生态危害;重金属综合潜在生态危害表明,大清河水系河流表层沉积物整体处于中度生态危害(RI=253.56).此外,随沉积物中有机质含量增加,Cu和Zn含量增加;随沉积物粒径中值增大,Cd含量增加.     

渤海东部和黄海北部沉积物中重金属分布特征

通过对渤海东部及黄海北部海域138个站位沉积物样品的重金属等含量分析,研究了该海域沉积物重金属元素分布特征及其控制因素.渤海东部及黄海北部海域沉积物中As、Cu、Cd、Cr、Co、Hg、Ni、Pb、V、Zn的平均含量分别为:9.87,20.1,0.15,58.9,11.6,0.02,26.7,23.0,74.0,65.5μg/g;重金属元素Cu、V、Cr、Co、Ni、Zn含量与有机碳含量、小于63μm细粒沉积物呈显著正相关,其在表层沉积物中的分布明显受到有机质含量和沉积物粒径的控制,而As、Hg分布没有明显受到有机质含量和沉积物粒径的影响.富集系数显示, Cr、Co、Ni、Pb、V和Zn为无富集;Cu为轻度富集;As、Cd和Hg为中度富集;依据Q-型聚类分析特征,将研究区域沉积物划分为3个不同的重金属分区,Ⅰ类区沉积物Hg富集程度较高;Ⅱ类区沉积物As富集程度较高;Ⅲ类区重金属元素含量普遍较高,尤其Cu、Zn和Cd含量明显增高.